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      技術動態

      成分分析中的之EDS·AES·XPS·XRF的到底有什么區別?

      EDS(能量分散光譜儀)是通常附在SEM(或XRF)上的元素分析儀。可以用半導體檢測器測量從SEM電子束照射的表面發射的元素所特有的特征X射線,測量X射線的能量和強度,并從光譜中進行元素分析。和附在EPMA(電子探針顯微分析)上的 WDS(Wavelenght分散光譜法)基本相同,只是X射線能量分析方法使用光譜晶體。可以輕松地測量元素濃度,并且可以立即看到在SEM中看到信息。但是,由于可以從距表面相當大的深度發出X射線,因此表面靈敏度非常低。它主要由入射電子束的能量決定,但最多具有亞微米級(0.1μm)的表面靈敏度。

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      AES分析

      根據ICP發光分析裝置(ICP-AES),實施從主成分元素到微量成分元素的定性、定量分析。它是一種將霧化的樣品引入高溫氬等離子體中,使用分光鏡將生成的光分成元素固有的光譜,并根據強度從波長定量分析定性的設備。即使校準線范圍是5到6位的動態范圍,并且內容有所不同,也可以同時進行多元素分析。可以進行無機元素的定性分析,痕量元素的定量分析以及多種元素的同時分析。ICP發光分析裝置(ICP-AES)將液體樣品霧化導入高溫氬等離子體中,被熱能激發,產生光。然后,用分光器將其分為元素特有的光譜,根據波長的不同,根據定性和強度進行定量。發光分析法為了進行相對分析,將已知濃度的元素標準液和強度進行比較,測定測定樣品的濃度。

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      XPS分析

      在XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)中,不僅可以研究構成樣品表面(~數nm)的元素、成分,還可以研究化學結合狀態。用于探測的X射線的光束直徑可以從最小10μm設置,也可以進行微距區域的分析。通過使用中和槍進行帶電修正的絕緣物的分析,也可以同時使用Ar離子濺射進行深度方向組成分析。在樣品表面照射X射線會釋放電子(光電子)。通過測量這種光電子的能量和強度,可以知道構成樣品表面的元素的組成和化學結合狀態。通過本裝置的X射線照射放出的光電子的深度是樣品表面(~數nm),可以得到最表面的元素信息。

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      XRF分析

      XRF是一種通過分析樣品照射X射線產生的熒光X射線的能量和強度獲得的光譜來進行元素分析的裝置。由于樣品室很大,是EDX(能量分散型X射線分析)類型,可以對大型樣品、固體、薄膜、粉末、液體等各種形態的樣品進行非破壞性分析。另外,與SEM-EDS相比,重元素更強,而且分析領域更廣泛且深度更廣,對各種材料分析和鍍層的膜厚測量等都有效。XRF用X射線照射物質,從產生的熒光X射線中檢測元素所特有的能量,并對元素進行定性和定量分析。當被輻射的X射線將物質原子的內殼電子排斥到外殼上,并且外殼電子移動到空的空間時,就會產生熒光X射線。由于該熒光X射線具有元素固有的能量,因此可以根據該能量進行定性分析,并且可以根據強度進行定量分析。XRF有兩種類型,EDX和WDX(波長分布類型)。EDX用半導體檢測器直接測量從樣品產生的熒光X射線。WDX使用光譜晶體分散從樣品產生的熒光X射線,并使用檢測器對其進行測量。

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      表面分析之【EDS·AES·XPS·XRF】的對比


      EDS

      AES

      XPS

      XRF

      檢出元素

      B-U

      Li-U

      Li-U

      Na-U

      檢出深度

      μm

      nm

      數nm

      /

      可以獲取信息

      元素

      元素
        化學態

      元素
        化學態

      元素
        膜厚

      最小分析領域

      數μm

      0.05μm

      50μm

      0.3mm

      優點

      定性半定量分析

      微小領域分析
        定量分析
        輕元素分析

      絕緣物分析
        狀態分析
        定量分析

      不規則樣品分析
        大型試樣無損分析
        無損膜厚測量
        定性定量分析

      缺點

      無法分析絕緣物
        輕元素靈敏度低

      樣品限制
        無法分析絕緣物

      無法進行微小區域分析

      輕元素靈敏度低
        容易受相互元素干擾和疊加峰影響

       

      以上來自【闊智科技PCB電子檢測中心】,專注PCB電子產品失效分析。


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